超声波指纹传感器的活性和冒充物检测的制作方法

本申请案主张2017年2月14日递交的美国非临时申请案第15/432,125号，“用于超声波指纹传感器的活性和冒充物检测”的权益，其主张2016年2月15日递交的美国临时申请案第62/295,490号，“活性检测”的权益。前述美国专利申请案的全文特此以引用的方式并入。

技术领域

本公开涉及图像处理的领域。具体来说，本公开涉及检测冒充物手指的设备和方法。

背景技术：

指纹感应和匹配是用于个人识别或验证的常用技术。举例来说，一种指纹识别的方法涉及使用生物识别读取器/传感器扫描样本指纹或图像，且存储所述图像和/或所述指纹图像的唯一特征。样本指纹的特征可随后与已经在数据库中的参考指印信息进行比较，以确定个人的正确识别，例如处于验证目的。

生物标识传感器，尤其指纹生物标识传感器，通常易被各种形式的冒充物样品骗过。在指纹读取器的情况下，已知多种用于向读取器呈现授权用户的指纹图案的技术，所述指纹图案嵌入于例如纸张、明胶、环氧树脂、乳胶等等的一些种类的无生命材料中。因此，即使指纹读取器可以被视为能够可靠地确定匹配指纹图案存在与否，但确保匹配图案是从真正的、活的手指处所获取对于整体系统的安全性同样关键，其对于许多普通传感器可能难以确认。

存在可用于区分冒充物样品与活手指的各种常规解决方案。在US 7,433,729 B2中描述一个方法，其中公开使用红外传感器的冒充物检测技术。在PCTlUS2015/017557中描述另一方法，其中公开使用光波长来采集经分析皮肤样品的特征的冒充物检测技术。随着超声波传感器在移动装置中已变得越来越常用，期望有使用超声波指纹传感器的活性和冒充物检测的设备和方法。

技术实现要素：

公开检测冒充物手指的设备和方法的实施例。在一个实施例中，通过超声波指纹传感器检测冒充物手指的方法包括发射超声波到手指、接收来自所述手指的经反射超声波、基于来自所述手指的脊线和谷线的所述经反射超声波的平均振幅之间的差值，确定所述手指的经反射声能，以及至少部分地基于所述手指的所述经反射声能，确定所述手指是否是冒充物。

根据本公开的方面，确定所述手指的所述经反射声能的方法包括估计没有所述手指时所述超声波传感器阵列接收的背景能量，以及从所述手指的所述经反射声能移除所述背景能量。确定所述手指的所述经反射声能的所述方法进一步包括检测所述经反射超声波的衍射，以及计算具有所述经反射超声波的所述衍射的降低的效应的图像。确定所述手指的所述经反射声能的所述方法进一步包括检测所述经反射超声波中的不均匀空间响应，以及调整所述手指的所述经反射声能，以均衡所述经反射超声波中的不均匀空间响应的效应。确定所述手指的所述经反射声能的所述方法进一步包括识别代表所述手指的脊线和谷线的区，以及基于来自代表所述手指的所述脊线和所述谷线的所述区的所述经反射超声波的平均振幅之间的所述差值，确定所述手指的所述经反射声能。确定所述手指的所述经反射声能的所述方法进一步包括记录所述超声波传感器阵列处接收的所述超声波的数个早期循环，以及基于所述超声波传感器阵列处接收的所述超声波的早期循环的所述数目，调整所述手指的所述经反射声能。

根据本公开的方面，确定所述手指是否是冒充物的所述方法包括比较所述手指的所述经反射声能与阈值范围，以及至少部分地基于所述手指的所述经反射声能是否处于所述阈值范围，确定所述手指是否是冒充物。确定所述手指是否是冒充物的所述方法进一步包括确定所述手指的所述经反射声能随时间的变化，以及至少部分地基于所述手指的所述经反射声能随时间的所述变化，确定所述手指是否是冒充物。确定所述手指是否是冒充物的所述方法进一步包括比较所述手指的所述经反射声能随时间的所述变化与在登记期间收集到的经过授权的用户手指的所述经反射声能的变化，以及至少部分地基于所述比较的结果，确定所述手指是否是冒充物。确定所述手指是否是冒充物的所述方法进一步包括检测所述手指的温度的改变，以及至少部分地基于所述手指的温度的所述改变，确定所述手指是否是冒充物。

在另一个实施例中，超声波指纹传感器包括经配置以发射超声波到手指的超声波发射器、经配置以从所述手指接收经反射超声波的超声波传感器阵列，和经配置以基于来自所述手指的脊线和谷线的所述经反射超声波的平均振幅之间的差值，确定所述手指的经反射声能的控制器；以及至少部分地基于所述手指的所述经反射声能，确定所述手指是否是冒充物。

附图说明

在结合以下图式的非限制性和非穷尽性方面阅读本公开的实施例的详细描述之后，本公开的前述特征和优点以及其额外特征和优点将可更清楚地理解。在所有图式中使用相同的标号。

图1A根据本公开的方面说明使用超声波指纹传感器的活性和冒充物检测的示例性流程图。

图1B根据本公开的方面说明确定手指的经反射声能的示例性实施方案。

图2A根据本公开的方面说明执行背景估计和移除背景噪声的示例性实施方案。

图2B根据本公开的方面说明执行背景估计的另一示例性实施方案。

图3A到3D根据本公开的方面说明校正超声波传感器的压板层中的衍射效应的方法。

图4A根据本公开的方面说明均衡经反射超声波中的不均匀空间响应的效应的示例性实施方案；图4B说明图4A的所述经反射超声波的示例性图像和波形。

图5A到5B根据本公开的方面说明确定手指的经反射声能的示例性实施方案。

图5C到5D根据本公开的方面说明用于调整经反射声能的示例性实施方案。

图6A根据本公开的方面说明确定手指是否是冒充物的示例性实施方案。

图6B根据本公开的方面说明确定手指是否是冒充物的另一示例性实施方案。

图6C根据本公开的方面说明确定手指是否是冒充物的又另一个示例性实施方案。

图7根据本公开的方面说明可经配置以检测手指活性的装置的示例性框图。

图8A-8C根据本公开的各方面说明超声波传感器的实例。

图9A说明用于超声波传感器阵列的传感器像素四乘四阵列的实例。图9B说明超声波传感器系统的高级框图的实例。

具体实施方式

公开检测冒充物手指的设备和方法的实施例。呈现以下描述以便使得所属领域的技术人员能够制作并使用本公开。特定实施例和应用的描述是仅作为实例而提供。所属领域的技术人员将容易明白本文中所描述的实例的各种修改和组合，且在不脱离本公开的范围的情况下，本文中所界定的一般原理可应用于其它实例和应用。因此，本公开并不希望限于所描述和展示的实例，而应被赋予与本文中所公开的原理及特征一致的范围。词语“示例性”或“实例”在本文中用于意指“充当实例、例子或说明”。本文中描述为“示例性”或“实例”的任何方面或实施例未必应被解释为比其它方面或实施例优选或有利。

根据本公开的方面，超声波指纹传感器可经配置以检测手指的经反射声能。超声波指纹传感器可以计算手指的经反射声能，和确定经反射声能是否与活手指类似。经反射声能可以与从传感器接口到置于其上的材料的经反射超声波的幅值成比例。计算出的经反射声能与活手指的经反射声能相比可能较高抑或较低，并且如果经反射声能在活手指的阈值范围之外，那么其可以被分类为冒充物。

根据本公开的方面，超声波指纹传感器可经配置以执行产生经反射声能指标。在一些实施例中，当使用厚压板时，声学负载的成像可具有频带选择性的特征。在这种情况下，并非所有空间频率都可以通过图像捕获的单个延迟来成像。为考虑全部空间频率，可以组合具有几个延迟的图像。在一些实施例中，输出图像像素可以被分类成脊线和谷线。分类可以基于对高值像素和低值像素进行分类的预先确定的阈值。谷线的图像可以用与空气的图像基本上相同的值分类。可以从脊线的平均幅值减去谷线的平均幅值来产生幅值指标，其可用于确定经反射声能。

根据本公开的方面，假手指(出于简洁，也被称作冒充物)和真正的手指(亦被称作活手指或手指)具有谷线，其可具有与空气类似的反射因子。冒充物与手指可具有不同的经反射声能。因此，对经反射声能的估计可用于区分冒充物和手指。

根据本公开的方面，区分冒充物与真正的手指的方法可以包括指纹图像处理、活性检测和/或目标装置上的校准。图像处理可包含(但不限于)图像增强、计算部分校准参数，和/或特征提取。活性检测可以是即时处理，其可包含(但不限于)基于使用在图像处理步骤中提取的特征的每个装置(传感器)的阈值的判定，和/或基于在登记期间收集的数据的判定。目标装置上的校准可基于装置功率(幅值)、对角线目标的特征，和/或来自登记的特征。

图1A根据本公开的方面说明使用超声波指纹传感器的活性和冒充物检测的示例性流程图。如图1A中所展示，在框102中，超声波指纹传感器的超声波发射器可经配置以发射超声波到触碰超声波指纹传感器的压板的手指。在框104中，超声波指纹传感器的超声波传感器阵列可经配置以从手指接收经反射超声波。在框106中，超声波指纹传感器的控制器可经配置以基于来自手指的脊线和谷线的经反射超声波的平均振幅之间的差值，确定手指的经反射声能。在框108中，控制器可以被进一步配置成至少部分地基于手指的经反射声能，确定手指是否是冒充物。

图1B根据本公开的方面说明确定手指的经反射声能的示例性实施方案。图1B中展示的示例性实施方案可以被如图1A中所描述的超声波指纹传感器的控制器控制。在框112中，控制器可经配置以执行背景估计和移除超声波指纹传感器的背景噪声。在框114中，控制器可经配置以减小由超声波指纹传感器的压板所引起的经反射超声波的衍射效应。在框116中，控制器可经配置以均衡归因于不同指印的脊线和谷线之间的不同空间频率的不均匀空间响应的效应。在框118中，控制器可经配置以至少部分地基于经反射超声波计算手指的经反射声能，其包含手指的脊线和谷线之间的空间频率。在框120中，控制器可经配置以基于直接在超声传感器阵列处接收的发射超声波的早期循环来对经反射声能施加信号校正，而基本上没有任何反射和衍射的影响。在一些实施例中，可以可选地实施框112、114、116或120中的每一个。换句话说，一些实施例可能不实施框112、114、116或120中的任一个，而其它实施例可以实施框112、114、116、120中的一个或多个，或其一些组合。

图2A根据本公开的方面说明执行背景估计和移除背景噪声的示例性实施方案。在图2A的实例中，在框202中，超声波指纹传感器的控制器可经配置以估计压板上不存在手指时，超声波传感器阵列接收的背景能量。在框204中，控制器可经配置以从来自手指的经反射声能移除估计的背景能量。

图2B根据本公开的方面说明执行背景估计的另一示例性实施方案。在框212中，超声波指纹传感器的控制器可经配置以根据当前温度相比参考温度(根据其确定起始背景估计和起始超声波发射器频率)的变化来确定采集时间延迟(也被称作范围栅极延迟)和超声波发射器频率。在框214中，超声波指纹传感器的超声波传感器阵列可经配置以基于采集时间延迟和超声波发射器频率来获取背景图像信息。在框216中，超声波指纹传感器的控制器可经配置以使用背景图像信息计算背景估计。

根据本公开的方面，可以如下确定背景估计：

Imfg＝Imfg_on-Imfg_off

Imbg＝Imbg_on-Imbg_off

其中Imfg_on是超声波信号被激活时，在超声波指纹传感器的压板上用手指或冒充物采集的图像；Imfg_off是超声波信号被停用时，在超声波指纹传感器的压板上用手指或冒充物采集的图像。Imbg_on是超声波信号被激活时，在超声波指纹传感器的压板上没有任何物体时采集的图像，Imbg_off是超声波信号被停用时，在超声波指纹传感器的压板上没有任何物体时采集的图像。

在一个实施例中，可以通过从前景图像Imfg减去背景图像Imbg来获取背景图像的估计。在另一个实施例中，可以通过在正交基准上投影前景图像来获得背景图像的估计，所述正交基准扩展所记录的背景图像的空间。这一估计随后从Imfg被减去，以产生指纹图像。

根据本公开的方面，可以通过衍射缓解处理引擎来进一步处理接收的经反射超声波。这一衍射缓解处理引擎(也被称作点扩散函数)解模糊和校正衍射赝像。

图3A根据本公开的方面说明校正超声波传感器的压板层中的衍射效应的方法。如图3A中所展示，在框302中，方法按照时间顺序采集具有多个相位的指纹的多个图像。在框304中，方法对以复合相位指数倍增的多个图像求和以形成积分后的复合图像。以此方法，可以移除脉冲响应的时间相关的部分cos(2πft)。

在一个实施例中，为了移除时间相关部分，I1(x，y)可如下计算：

I1(x,y)＝∫I(x,y,t)e^-2πiftdt

其中在范围I(x，y，t)内对t的值进行积分以获取：

应注意，如果积分是对全部时间积分，那么(f^-1)项的值可能较小且可忽略。此外，对于单个t，I1(x，y)的信噪比(signal to noise ratio；SNR)可能以Δt的因子(积分的范围)高于I(x，y，t)的信噪比。

应注意I1(x，y)是复合图像。I1(x，y)的实部和I1(x，y)的虚部可以彼此互补：其中I1(x，y)的实部具有浑浊、I1(x，y)的虚部并不具有浑浊，或反之亦然。这些特征在图3B中展示。图3B根据本公开的方面说明示例性输入复合图像312、所述输入复合图像的实部314和所述输入复合图像的虚部316。

在图3B中，应注意I1(x，y)的实部具有与输入图像相同的相位，而I1(x，y)的虚部可以为90°异相且补充I1(x，y)的实部。同样应注意图像的信噪比(SNR)被改善。因为实部和虚部彼此补充，所以复合图像没有浑浊，尽管实部和虚部确实具有浑浊。

经反射超声波包括手指的多个图像，这些图像以时间顺序具有多个相位。所述多个指纹图像可以被组合。在一些实施例中，作为超声波指纹传感器的控制器的部分的处理器或处理逻辑可以经配置以将多个图像乘以复合相位指数随时间积分以生成积分后的复合图像。应注意，积分后的复合图像包含实图像部分和虚图像部分，并且其中实图像部分和虚图像部分可能具有相位中的近似90度的偏移。

在一些实施例中，积分后的复合图像可以对齐于预选择相位。举例来说，处理器或处理逻辑可经配置以卷积积分后的复合图像与复合内核，其中复合内核是脉冲响应的空间部分的倒数。在一些实施例中，处理器或处理逻辑可以任选地/另外经配置以使用其它方法将空间分量与积分后的复合图像的相位分量隔开。此外，处理器或处理逻辑可经配置以通过使用离散余弦变换(Discrete Cosine Transform；DCT)执行卷积来移除边缘效应。在一些实施例中，处理器或处理逻辑可以任选地/另外经配置以移除边缘效应，方法是沿着积分后的复合图像的边缘使用积分后的复合图像的复本。

在一些实施例中，根据本公开的方面，最大能量图像可以被确定成代表指纹。举例来说，处理器或处理逻辑可经配置以计算相对于相位的对齐的复合图像的能量的导数。此外，处理器或处理逻辑可经配置以通过将对齐的复合图像的能量相对于相位的导数设定成零来计算最大能量相位。此外，处理器或处理逻辑可以经配置以将最大能量相位处的对齐的复合图像的实分量分配为最大能量图像。

参考图3C，在频域中，和可以相应地被表示为322和324。在此实例中，根据本公开的方面，数字322代表仿真衍射的估计频率响应的实部；数字324代表仿真衍射的估计频率响应的虚部。

根据本公开的方面，数字326代表322和324的总和。如图3C中所展示，实部和虚部的频谱中的黑色环对应于浑浊的位置，而复合指数的频谱要平滑的多。此外，当改变时黑色环的位置改变，而指数的频谱可相同，仅相位改变。复合指数的另一个优点是它允许空间项与整体相位项分离。

返回参考图3A，在框306中，方法将积分后的复合图像对齐到预先选择的相位以形成对齐的复合图像。应注意，在一些实施例中，预先选择的相位可为相位的矩阵(图像)。以此方法，可以移除脉冲响应的空间部分-2πfr/c。在上文展示的模型中，来自第一步骤的输出I1(x，y)可近似地等于(多达常数和一些相加噪声)：

h1＝exp(-2πifr/c)

由于h1已知，所以I1(x，y)可以与其倒数卷积：

然而，由于h1的频谱在一些点处可能接近零，所以执行以下计算：

在没有相位失真的情况下，中间项是带通滤波器。

在与h2卷积期间，为了避免边缘效应，在一个示例性方法中，可以原始图像大小两倍的图像进行卷积，方法是沿着每个边缘镜面反射且获取在端部处的中间部分。图3D根据本公开的方面说明对齐的复合图像的示例性实部502和对齐复合图像的虚部504。

返回参考图3A，在框308中，方法使用对齐的复合图像确定最大能量相位。在框310中，方法至少部分地基于在最大能量相位处的对齐的复合图像计算最大能量图像以表示指纹。以此方式，可以移除整体相位在3D中展示的实例中，对齐的复合图像的虚部334与对齐的复合图像的实部332相比具有更好的图像质量，并且应注意对齐的复合图像的虚部332和实部334两者并不具有倒相。原因是在此状况下为了寻找在一般情况下的理想相位，对实部给出最大能量的相位可以如下计算：

且随后设置

在此优化方法中，表达式可以相对于微分，

其中

S＝∫I2(x,y)²dxdy

应注意，S是复数，而不是总能量。等于0得到：

选择正号是因为负号给出最小值。在一个实施例中，I3可计算如下：

I3＝(I2/√S)

应注意，S具有两个平方根，不同之处仅为符号。为确定整体符号，可以计算出输入图像中的一个的相关系数I3。在一些实施例中，如果I3结果是负，那么其可以被设定成：I3＝-I3。以数字336展示示例性最大能量图像。

根据本公开的方面，可以选择声速c和rmax的参数。其它参数可以设置成它们的已知值。在一些实施例中，通过选择产生最高质量输出图像的参数可以获取c和rmax两者。在一些实施方案中，对于玻璃层来说，c和rmax的值可以选择为：c＝3700m/s，rmax＝1.33。对于塑料层来说，c和rmax的值可以选择为：c＝2000m/s，rmax＝1.33。应注意，即使参数值可能不准确，本文中所描述的方法也可以起作用。举例来说，如果c改变约±20％，那么仍然可以获取合理地良好的图像。

在一些实施例中，可通过以下操作来修改衍射缓解处理引擎：1)移除相位优化；2)移除匹配统计特征；和/或3)任选地移除直方图均衡化特征，其中衍射缓解处理可以如下方式施加：

Iclean＝psf_combine(Im)

根据本公开的方面，为估计活/冒充物指纹的幅值，可以基于其排序数据如下估计来自增强图像的几个特征Iclean。

a)最大值：从Iclean的谷线的修整值提取平均值。

Max value＝mean(trim(valleys))。

b)最小值：从Iclean的脊线的修整值提取平均值

Min value＝mean(trim(ridges))。

c)幅值：

Amp＝(Max value-Min value)。

可以根据设定修整数据范围的两个阈值L1&L2确定修整值。

如果x(1:N)是Iclean的经排序行向量，那么：

Max_Value＝mean(x(L1:L2))

令y＝flipud(x)

Min_Value＝mean(y(L1:L2))

经反射声能可以以下方式估计：

Amp_Value＝Max_Value-Min_Value

应注意幅值可以独立于倒像。

图4A根据本公开的方面说明均衡经反射超声波中的不均匀空间响应的效应的示例性实施方案。在图4A的实例中，在框402中，超声波指纹传感器的控制器可经配置以检测经反射超声波中的不均匀空间响应。在框404中，控制器可经配置以调整手指的经反射声能，以均衡经反射超声波中的不均匀空间响应的效应。

图4B说明图4A的经反射超声波的示例性图像和波形。如图4B所示，数字414代表均衡调整之前的示例性图像，而数字412代表所述示例性图像414的对应波形。数字416代表均衡调整之后的示例性图像。

超声波指纹传感器可具有不均匀的每毫米线路(lines per millimeter；LPMM)范围响应。这一可以导致相同材料和不同LPMM的物体展示不同的经反射声能分值。为解决这一情形，在一些实施例中，可以在工厂校准期间产生均衡遮罩。可使用具有广泛谱范围的物体来产生遮罩，且经反射超声波图像可以通过遮罩按比例缩放，以对于所有接收的频率为提供相同能量权重。

图5A根据本公开的方面说明确定手指的经反射声能的示例性实施方案。如图5A中所展示，在框502中，超声波指纹传感器的控制器可经配置以识别代表手指的脊线和谷线的区。在框504中，控制器可经配置以基于来自代表手指的脊线和谷线的区的经反射超声波的平均振幅之间的差值，确定手指的经反射声能。

在一些实施例中，超声指纹传感器的控制器可以被配置为利用相应的不同时间延迟(也被称作范围栅极延迟)收集手指的不同图像，并使用手指的不同图像产生手指的组合图像。控制器可以被进一步配置成使用手指的合成图像识别代表手指的脊线和谷线的区、确定手指的脊线和谷线之间的空间频率，和至少部分地基于手指的脊线和谷线之间的空间频率确定手指的经反射声能。图5B根据本公开的方面说明用于谷线和脊线的遮罩曲线。

图5C根据本公开的方面说明用于调整经反射声能的示例性实施方案。在图5C中展示的实例中，在框512中，超声波指纹传感器的超声波传感器阵列可经配置以记录超声波发射器所发射的和超声波传感器阵列处接收的超声波的数个早期循环。根据本公开的方面，超声波的早期循环表示从发射器到超声波传感器阵列直接发射的直接路径超声波，没有反射和折射的干扰。在框514中，超声波指纹传感器的控制器可经配置以基于超声波传感器阵列处接收的超声波的早期循环的数目调整手指的经反射声能。图5D说明超声波的早期循环的数目的实例，其以椭圆形突出显示。

图6A根据本公开的方面说明确定手指是否是冒充物的示例性实施方案。在框602中，超声波指纹传感器的控制器可经配置以比较手指的经反射声能与阈值范围。在框604中，控制器可经配置以至少部分地基于手指的经反射声能是否处于阈值范围，确定手指是否是冒充物。

在一些实施例中，可以实时进行活性判定。可以基于使用如上文所述提取的特征的每个传感器装置阈值，或者使用在登记过程期间获得的校准参数做出判定。应注意稳定状态中活手指的经反射声能可以高于冒充物的经反射声能。此外，如果其时间导数较高，那么活手指的经反射声能可以更早到达其稳定状态电平。另一方面，这可能不是具有低发射声能导数的冒充物的情况。

在一些实施例中，可以时间的函数计算经反射声能。在每个时间点，可以在清洁的图像上计算经反射声能(通过去除背景图像和校正衍射效应)并且将所述经反射声能与两个阈值(在低阈值和高阈值之间)进行比较。

如果(ImpAmp>HIGH_THR)

判定＝手指；可靠性＝高(90％)；

关闭并从活跃中复原

反之如果(ImpAmp<LOW_THR)

判定＝冒充物；可靠性＝高(90％)；

关闭并从活跃中复原

否则

继续

如果当前经反射声能在低阈值范围与高阈值范围之间，那么方法继续到下一个时间点。

在全部时间点的ImpAmp已被计算后，可以如下计算经反射声能的导数：

以及应用简单逻辑：

如果

判定＝手指；

计算估计的可靠性；

否则

判定＝冒充物；

计算估计的可靠性；

然后，该方法可以根据在低反射声能的情况下的归一化阈值/因子、测量结果和斜率来设置可靠性概率(误差函数)，其在下面被称为三个特征。然后可以在校准期间设置阈值，除了传感器幅值(发射功率)，其也可以实时计算。

在一些实施例中，可以在校准过程期间测量几个参数，其可包含但不限于：1)计算目标图案的三个特征(生产线处的校准)；2)计算登记图像中的每一个的三个特征(或获取特定用户的图像)；和/或3)使用早期图像计算正弦幅值(最大样本-最小样本)。

图6B根据本公开的方面说明确定手指是否是冒充物的另一示例性实施方案。如图6B中所展示，在框606中，超声波指纹传感器的控制器可经配置以检测手指温度的改变。在框608中，控制器可以经配置以至少部分地基于手指的温度改变，确定手指是否是冒充物。

图6C根据本公开的方面说明确定手指是否是冒充物的又另一个示例性实施方案。在图6C中展示的实例中，在框612中，超声波指纹传感器的控制器可经配置以确定手指的经反射声能随时间的变化。在框614中，控制器可经配置以至少部分地基于手指的经反射声能随时间的变化，确定手指是否是冒充物。根据本公开的方面,框614中执行的方法可进一步包含框616和618中执行的方法。在框616中，控制器可经配置以比较手指的经反射声能随时间的变化与在登记期间收集到的经过授权的用户手指的经反射声能的变化。在框618中，控制器可以经配置以至少部分地基于比较结果，确定手指是否是冒充物。

在一些实施例中，活手指可具有动态反射声能特征，导致随时间改变经反射声能。多次测量手指的经反射声能以验证经反射声能的改变。另一方面，冒充物通常并不呈现这样一种趋势，由此可以被检测到。

根据本公开的方面，系统可经配置以执行早期信号校准。在指纹信息到达接收器之前，可以使用早期信号自动校准部分参数。这允许校准发射、接收和每个像素强度的偏差。通过早期信号幅度划分运行时间值，以校正指标。

根据本公开的方面，系统可经配置以使用像素的子组以用于活性和校准。以上检测方法可以使用信号电平和非指纹特征的集合。这允许使用并不含有完全指纹图像的子图像。局部图像分析具有几个优势：a)其需要更少时间，因此延时小得多；b)电力消耗通常与捕获和分析时间相关，且分析较少像素意味着可以消耗较少功率；c)较小计算负载允许在指纹控制器上运行算法，因此进一步减小功率、延时、安全性和复杂度。d)其允许归因于参数随温度改变的自校准。

根据本公开的方面，可以在匹配时间期间测量声学负载(指纹或冒充物)的温度感应。人体与冒充物相比具有相对较大质量，并且还经温度调整。这导致指纹传感器的特征性热传递曲线。举例来说，低温传感器将加热到人体温度，并且如果传感器非常热同样会发生这种情况。冒充物通常将与其周围环境具有相同温度。即使它们被加热或冷却到人体温度，它们的较小质量通常仍然会导致温度的较低斜率。

根据本公开的方面，在手指的登记期间，可以改进算法的不同阈值。举例来说，可以基于特定手指特征来宽松化或严格化经反射声能的阈值。与冒充物指标相差不大的用户可以被建议不使用特征，以免“太多次”被当作冒充物驳回。

根据本公开的方面安全防护水平可以按照使用情况动态地调整。对于货币交易，用户可能更容忍被当作冒充物的错误驳回和必须再次尝试匹配。

图7根据本公开的方面说明装置的示例性框图，其可包含经配置以检测手指活性的超声波指纹传感器。可经配置以检测手指活性的装置可以包括图7中展示的移动装置700的一个或多个特征。在某些实施例中，移动装置700可以包含无线收发器721，所述无线收发器能够经由无线天线722在无线通信网络上发射和接收无线信号723。无线收发器721可通过无线收发器总线接口720连接到总线701。在一些实施例中，无线收发器总线接口720可以至少部分地与无线收发器721集成。一些实施例可包含多个无线收发器721和无线天线722以根据对应的多个无线通信标准实现发射和/或接收信号，所述标准例如IEEE Std.802.11的版本、CDMA、WCDMA、LTE、UMTS、GSM、AMPS、Zigbee和蓝牙等。

移动装置700还可以包括能够经由GPS天线758接收和获取GPS信号759的GPS接收器755。GPS接收器755还可完全或部分地处理所获取的GPS信号759以用于估计移动装置的位置。在一些实施例中，还可以采用处理器711、存储器740、DSP 712和/或专用处理器(未展示)来完全或部分地处理所获取GPS信号，和/或与GPS接收器755结合来计算移动装置700的估计位置。GPS或其它信号的储存器可以被执行在存储器740或寄存器(未展示)中。

同样在图7中展示，移动装置700可以包括通过总线接口710连接到总线701的数字信号处理器(digital signal processor；DSP)712、通过总线接口710连接到总线701的处理器711，以及存储器740。总线接口710可以与DSP 712、处理器711和存储器740集成。在各种实施例中，可以响应于存储于存储器740(例如在比如RAM、ROM、闪存或盘片驱动器(仅举几个实例)的计算机可读存储媒体上)中的一个或多个机器可读指令的执行来实施功能。所述一个或多个指令可由处理器711、专用处理器或DSP 712执行。存储器740可包括非暂时性处理器可读存储器和/或计算机可读存储器，其存储可由处理器711和/或DSP 712执行以执行本文中所描述的功能的软件代码(编程代码、指令等)。在特定实施方案中，无线收发器721可以通过总线701与处理器711和/或DSP 712通信，以允许移动装置700被配置为无线站点。处理器711和/或DSP 712可以执行指令来执行结合图1A到1C至图6A到6C论述的过程/方法的一个或多个方面。处理器711和/或DSP 712可以执行所述方法且充当图1A到1C至图6A到6C中所描述的控制器的一部分。

同样在图7中展示，用户接口735可包括若干装置，例如，扬声器、麦克风、显示装置、振动装置、键盘、触摸屏等中的任何一个。提供给用户的用户接口信号可以是扬声器、麦克风、显示装置、振动装置、键盘、触摸屏等中的任一个提供的一个或多个输出。在特定实施方案中，用户接口735可使得用户能够与在移动装置700上托管的一个或多个应用程序交互。举例来说，用户接口735的装置可以回应于来自用户的动作，在存储器740上存储有待于DSP 712或处理器711进一步处理的模拟或数字信号。类似地，在移动装置700上托管的应用程序可将模拟或数字信号存储在存储器740上以向用户呈现输出信号。在另一个实施方案中，移动装置700可任选地包括专用音频输入/输出(input/output；I/O)装置770，其包括(例如)专用扬声器、麦克风、数/模电路系统、模/数电路系统、放大器和/或增益控制件。在另一实施方案中，移动装置700可包括响应于键盘或触摸屏装置上的触摸或压力的触摸传感器762。

移动装置700还可包括用于捕获静态或移动图像的专用相机装置764。专用相机装置764可包括(例如)成像传感器(例如，电荷耦合装置或CMOS成像器)、镜头、模/数电路系统、帧缓冲器等。在一个实施方案中，表示捕获的图像的信号的额外处理、调整、编码或压缩可在处理器711或DSP 712处执行。替代地，专用视频处理器768可执行表示捕获的图像的信号的调整、编码、压缩或操控。另外，专用视频处理器768可解码/解压缩所存储的图像数据以供在移动装置700上的显示装置(未展示)上呈现。

移动装置700还可包含耦合到总线701的传感器760，其可包括(例如)惯性传感器和环境传感器。传感器760的惯性传感器可包括(例如)加速度计(例如，在三个维度中共同地响应于移动装置700的加速)、一个或多个陀螺仪或一个或多个磁力计(例如，支持一个或多个指南针应用程序)。移动装置700的环境传感器可包括(例如)温度传感器、气压传感器、环境光传感器、和相机成像器、麦克风(仅举几个实例)。传感器760可以产生类似或数字信号，其可以被存储在存储器740中且通过DPS或处理器711处理以支持一个或多个应用程序，例如针对定位或导航操作的应用程序。

在特定实施方案中，移动装置700可包括能够对在无线收发器721或GPS接收器755处接收及下变频转换的信号执行基带处理的专用调制解调器处理器766。类似地，专用调制解调器处理器766可对将被上变频转换的信号执行基带处理以供无线收发器721发射。在替代性实施方案中，作为具有专用调制解调器处理器的替代，可通过处理器或DSP(例如，处理器711或DSP 712)执行基带处理。

图8A-8C根据本公开的各方面说明超声波传感器的实例。如图8A中所展示，超声波传感器10可在压板40下包含超声波发射器20和超声波接收器30。超声波发射器20可为压电发射器，其可产生超声波21(见图8B)。超声波接收器30可以包含安置在衬底上的压电材料和像素电路阵列。在操作中，超声波发射器20可产生一个或多个超声波，所述超声波通过超声波接收器30前进到压板40的暴露表面42。在压板40的暴露表面42处，超声波能量可被接触压板40的物体25(例如，指纹脊线28的皮肤)发射、吸收或散射，或被反射回去。在空气接触压板40的暴露表面42的那些位置(例如，指纹脊线28之间的谷线27)中，大部分超声波将朝超声波接收器30被反射回去以用于检测(参见图8C)。控制电子装置50可耦合到超声波发射器20和超声波接收器30，并且可供应使超声波发射器20产生一个或多个超声波21的时序信号。控制电子装置50接着可从超声波接收器30接收指示经反射超声波能量23的信号。控制电子装置50可使用从超声波接收器30接收的输出信号来构建物体25的数字图像。在一些实施方案中，控制电子装置50还可随着时间推移对输出信号进行连续取样以检测物体25的存在情况和/或移动。

根据本公开的方面，超声波传感器可以包含压板40下面的超声波发射器20和超声波接收器30。超声波发射器20可以是包含基本上平面的压电发射器层的平面波生成器。可根据所施加的信号，通过向压电层施加电压以使所述层膨胀或收缩而产生超声波，由此产生平面波。电压可以经由第一发射器电极和第二发射器电极施加到压电发射器层。以此方式,可通过经由压电效应改变层的厚度而产生超声波。此超声波朝向手指(或待检测的其它物体)前进，并传递通过压板40。未被待检测的物体吸收或发射的波的一部分可进行反射以便通过压板40传递回去并被超声波接收器30接收。第一和第二发射器电极可为金属化电极，例如，涂覆压电发射器层的相对侧的金属层。

超声波接收器30可以包含安置在衬底(其也可被称为背板)上的像素电路阵列以及压电接收器层。在一些实施方案中,每一像素电路可包含一个或多个TFT元件、电互连迹线以及(在一些实施方案中)例如二极管、电容器等一个或多个额外电路元件。每个像素电路可经配置以将接近像素电路的压电接收器层中生成的电荷转换成电信号。每一像素电路可以包含像素输入电极，其将压电接收器层电耦合到像素电路。

在所说明的实施方案中，接收器偏压电极安置在压电接收器层接近压板40的一侧上。接收器偏压电极可为金属化电极，并且可接地或偏压以控制将哪些信号传递到TFT阵列。从压板40的暴露(顶部)表面42反射的超声波能量通过压电接收器层转换成局部化的电荷。这些局部化的电荷被像素输入电极收集，并且传递到下层像素电路上。电荷可通过像素电路放大并被提供到控制电子装置，所述控制电子装置处理输出信号。图9A中展示了实例像素电路的简化示意图，但是所属领域的一般技术人员应了解，可预期对简化示意图中所示的实例像素电路的许多变化和修改。

控制电子装置50可以电连接到第一发射器电极和第二发射器电极，并且电连接到接收器偏压电极和衬底上的像素电路。控制电子装置50可以基本上如先前相对于图8A到8C所论述而操作。

压板40可以是任何适当的材料，其可以声学耦合到接收器，实例包含塑料、陶瓷、玻璃、蓝宝石、不锈钢、金属合金、聚碳酸酯、聚合材料或填充着金属的塑料。在一些实施方案中，压板40可以是盖板，例如用于显示装置或超声波按钮的防护玻璃罩或镜头玻璃。必要时，可以通过相对厚(例如3mm和以上)的压板执行检测和成像。

根据各种实施方案可采用的压电材料的实例包含具有适当声学性质(例如介于约2.5兆瑞利(MRayls)和5兆瑞利之间的声学阻抗)的压电聚合物。可采用的压电材料的具体实例包含铁电聚合物，例如聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVDF)和聚偏二氟乙烯-三氟乙烯(polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene；PVDF-TrFE)共聚物。PVDF共聚物的实例包含60:40(摩尔百分比)的PVDF-TrFE、70:30的PVDF-TrFE、80:20的PVDF-TrFE和90:10的PVDR-TrFE。可以采用的压电材料的其它实例包含聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride；PVDC)均聚物和共聚物，聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene；PTFE)均聚物和共聚物以及二异丙胺溴化物(diisopropylammonium bromide；DIPAB)。

压电发射器层和压电接收器层中的每一者的厚度可以选择成适合于产生和接收超声波。在一个实例中，PVDF压电发射器层的厚度大约为28μm，且PVDF-TrFE接收器层的厚度大约为12μm。超声波的实例频率在5MHz到30MHz的范围内，其中波长大约是四分之一毫米或更小。

图8A到8C展示了超声波传感器中的超声波发射器和接收器的实例布置，但其它布置也是可能的。举例来说，在一些实施方案中,超声波发射器20可以在超声波接收器30上方，即，更接近检测物体。在一些实施方案中，超声波传感器可包含声学延迟层。例如，声学延迟层可在超声波发射器20与超声波接收器30之间并入到超声波传感器10内。声学延迟层可用于调整超声波脉冲时序，且同时使超声波接收器30与超声波发射器20电绝缘。延迟层可具有大体上均匀的厚度，其中用于延迟层的材料和/或延迟层的厚度被选择成提供在用于经反射超声波能量到达超声波接收器30的时间上的所要延迟。在这样做时，可使借助于已由物体反射而携带关于物体的信息的能量脉冲在从超声波传感器10的其它部分反射的能量不大可能到达超声波接收器30的时间范围期间到达超声波接收器30所在期间的时间范围。在一些实施方案中，TFT衬底和/或压板40可用作声学延迟层。

图9A描绘超声波传感器的像素的4×4像素阵列。每一像素可以例如与压电式传感器材料的局部区域、峰值检测二极管和读出晶体管相关联；许多或所有这些元件可以形成于背板上或形成于背板中以形成像素电路。实际上，每一像素的压电式传感器材料的局部区域可以将接收到的超声波能量变换成电荷。峰值检测二极管可寄存由压电式传感器材料的局部区检测到的最大电荷量。可随后例如通过行选择机制、栅极驱动器或移位寄存器扫描像素阵列的每个行，且可以触发用于每个行的读出晶体管来允许每个像素到峰值电荷幅值被例如多路复用器和A/D转换器的另外电路系统读取。像素电路可以包含一个或多个TFT以允许对像素进行选通、寻址和复位。

每一像素电路可以提供关于超声波传感器10检测到的物体的一小部分的信息。虽然，为说明的方便起见，图9A中所示的实例的分辨率相对粗略，但是具有数量级为每英寸500像素或更高的分辨率的超声波传感器配置有分层结构。超声波传感器10的检测区域可以根据既定检测物体选择。举例来说，检测区域可以在一根手指约5mm×5mm到四根手指约3英寸×3英寸的范围内变动。包含正方形、矩形和非矩形几何形状的较小和较大区域可视物体的需要而使用。

图9B展示了超声波传感器系统的高级框图的实例。所展示的许多元件可形成控制电子装置50的一部分。传感器控制器可包含控制单元，其经配置以控制传感器系统的各个方面，例如，超声波发射器时序和激励波形、超声波接收器和像素电路的偏压电压、像素寻址、信号过滤和转换、读取帧率等等。传感器控制器还可包含从超声波传感器电路像素阵列接收数据的数据处理器。数据处理器可将数字化数据转变为指纹的图像数据，或者将数据格式化以供进一步处理。

举例来说，控制单元可以用规则间隔向发射器(transmitter；Tx)驱动器发送Tx激励信号，以便使Tx驱动器激励超声波发射器并且产生平面超声波。控制单元可通过接收器(receiver；Rx)偏压驱动器发送电平选择输入信号以便向接收器偏压电极加偏压，并且允许通过像素电路系统进行声学信号检测的门控。可使用多路分用器打开和关闭栅极驱动器，从而使传感器像素电路的特定行或列提供传感器输出信号。可以通过电荷放大器、例如RC滤波器或抗混叠滤波器等的滤波器和数字化器将来自像素的输出信号发送到数据处理器。应注意，系统的一些部分可以包含在TFT背板上，并且其它部分可以包含于相关联的集成电路中。

已详细描述实例超声波指纹传感器，以下论述阐述典型显示模块的特性。存在可用于提供供在计算机监视器、电视机、移动装置和其它电子设备中使用的现代像素化显示装置的许多不同技术。液晶显示器(Liquid crystal display；LCD)和有机发光二极管(organic light-emitting diode；OLED)显示器是两种这样的技术的实例。如先前所提到，本公开中的许多实例聚焦于超声波指纹传感器与LCD型显示架构集成，但本文概述的一般技术、设计规则和概念也可应用于其它类型的显示技术。

在LCD中,从均一地发光的背光发出的光穿过彼此平行但极化轴彼此垂直定向的两个偏光器。液晶单元或像素的阵列插入在两个偏光器之间。每一液晶单元通常经配置使得内部的液晶在无电压施加到液晶单元时“松弛”到“扭曲向列状态”。在扭曲向列型状态中，液晶致使穿过插入在液晶单元与背光之间的偏光器的偏光扭曲90°，从而允许光随后穿过剩余偏光器。

当跨越液晶单元施加电压时，液晶解开，从而致使穿过液晶的初始偏光较小程度扭曲，从而使得光较少穿过第二偏光器透射。光扭曲/解开的量取决于所施加电压，从而允许调制穿过双偏光器堆叠的光的量。每一此类液晶单元可充当显示装置的像素或子像素。如果需要彩色输出，那么彩色滤光片阵列可放置在显示器的液晶层与观看表面之间。彩色滤光片阵列可对每一像素产生的光进行滤波使得其实质上为单色，例如红、绿或蓝。通过合并例如红像素、绿像素和蓝像素的多个像素的输出，可能能够调谐每个这种像素分组生成的混合颜色。在此些情况下，像素元素可被称为子像素，且可经调谐以产生特定颜色的混合光的子像素的每一分组可被称为像素。

OLED显示器利用更直接技术来提供光。在OLED显示器中，每一像素或子像素为单一发光二极管。每一二极管可个别地控制以便产生特定颜色的不同量的光。此不需要偏光器膜和液晶元件且相比于LCD显示面板减少显示面板“浪费”的光的量。

虽然LCD和OLED显示器使用极其不同的技术来产生光，但每一类型的显示器需要用于个别地控制每一显示像素或子像素的机制。为提供此控制,这些显示器利用薄膜晶体管(thin-film transistor；TFT)的阵列。LCD的TFT通常制造在透明TFT背板(也在本文中被称作背板)例如玻璃或透明聚合物上，以辅助从背光装置通过背板到液晶单元中的光透射。OLED显示器的TFT也可制造在透明底板上，但不透明底板也可用于这些类型的显示器中。

显示模块的每一显示像素可包含有时结合其它电路元件布置在控制所述显示像素的行为的电路中的一个或多个TFT；这种像素级电路在本文中被称作显示像素电路。显示像素电路布置在底板上，在基本上与显示像素阵列共同延伸的阵列中。并非同时寻址控制显示器中的像素的所有显示像素电路(其将需要用于每一个显示像素电路的单独迹线)，这些显示模块的控制电子装置通常以极高频率循序“扫描”经过显示像素电路的每一行或列。为辅助这一控制，每一列可例如具有单独“数据”线或迹线，且每一行可具有单独“扫描”线或迹线。或者，每一行可具有单独数据线或迹线，且每一列可具有单独扫描线或迹线。每一显示像素电路可通常连接到一个扫描迹线和一个数据迹线。通常，功率一次一个地施加到扫描迹线，且当功率施加到特定扫描迹线时，与被供电的扫描迹线相关联的显示像素电路可由施加到其相应数据迹线的信号个别地控制。

扫描布置的使用允许显示器可适应的个别迹线的数目从潜在地数百万迹线减小到数百或数千迹线。然而，这仍为待处理的不合需要地大量的迹线，且因此显示面板常常包含一个或多个驱动器芯片，所述驱动器芯片与每一数据迹线和扫描迹线通信且将从一个输入或一组输入提供的图像数据翻译为输出到扫描迹线和数据迹线的循序组的扫描信号和数据信号。驱动器芯片通常连接到处理器或经由具有数十或数百导线的柔性线缆提供图像数据的其它装置。因此，数百万像素显示器可由具有明显较低数目的导线，例如，低约4-6数量级，的柔性线缆控制。

这些驱动器芯片的占用面积可与显示器可能的占用面积相比显著较小。为适应此大小差异，可在显示像素电路阵列与驱动器芯片之间减小数据迹线和/或扫描迹线之间的间距。从驱动器芯片的角度来看，迹线可表现为朝向显示像素电路的阵列“扇出(fan out)”，在本文中被称作“扇出(fanout)”。为适应一个或多个驱动器芯片和相应扇出，TFT底板可设定大小为大于显示像素电路的阵列。在一些情况下，扇出并不终止在驱动器芯片处，而是实际上终止在柔性线缆连接处。在这种情况下的驱动器芯片可在柔性线缆的对置末端处位于组件上。

应注意，显示模块的TFT背板可以在对现有电路图案化的极小更改或没有更改的前提下，设计成适应扇出附近的第二像素电路阵列。这一像素电路的第二阵列可用于将超声波感应功能性提供到显示装置的非显示区；因此，第二阵列中的像素电路可在本文中被称作传感器像素电路(相较于较早论述的显示像素电路)。这种感应功能性可例如用于提供超声波指纹感应能力。应注意，这一点在移动电子装置中可能备受关注，以容许以美观的方式在装置上实施生物标识识别措施，以帮助在发生丢失或被盗的情况下确保装置和其中的数据的安全。

根据本公开的方面，超声波传感器可经配置以产生用于用户验证和认证的高分辨率指纹图像。在一些实施例中，超声波指纹传感器可经配置以检测与压板外表面与手指脊线(组织)和谷线(空气)之间的差异经反射声能成比例的经反射信号。例如，超声波的超声波能量的一部分可以从传感器透射到脊线区域中的手指组织中，而超声波能量的其余部分朝传感器反射回去，而波的较小部分可以透射到手指的谷线区域中的空气中，而超声波能量的其余部分反射回到传感器。本文中公开的校正衍射效应的方法可以增大整体信号和来自传感器的图像对比度。

根据本公开的方面，具有指纹感测器的超声波按钮可以应用于多种多样的应用，包含手机、平板计算机、可穿戴装置和医疗装置中的用户认证。超声波认证按钮可以用于例如药物递送装置的个人医疗装置中。这些装置可以无线地连接以追踪和验证用户识别、药物类型、剂量、递送时间和递送模式。装置上的认证按钮可经配置以允许单个用户登记(例如，在家里或在药店)和用于后续摄取药物的本地验证。快速识别和验证可能表现得与药物递送无缝对接，因为超声波按钮的按压可经配置以调用用户验证和药物递送。移动连接认证药物递送装置可以包含个人化注射笔和吸入器。所连接的注射笔、吸入器和其它医疗装置可以并入超声波按钮以用于患者识别和验证。

应注意至少以下三个段落、图1A到1B至图9A到9B和其相应的描述提供了：用于发射超声波到手指的发射器装置；用于从所述手指接收经反射超声波的的接收器装置；用于基于来自所述手指的脊线和谷线的所述经反射超声波的平均振幅之间的差值，确定所述手指的经反射声能，以及至少部分地基于所述手指的所述经反射声能，确定所述手指是否是冒充物的控制器装置；用于估计没有所述手指时所述接收器装置接收的背景能量的装置；用于从所述手指的所述经反射声能移除所述背景能量的装置；用于检测所述经反射超声波的衍射的装置；用于计算具有所述经反射超声波的所述衍射的降低的效应的图像的装置；用于检测所述经反射超声波中的不均匀空间响应的装置；用于调整所述手指的所述经反射声能，以均衡所述经反射超声波中的不均匀空间响应的效应的装置；用于识别代表所述手指的脊线和谷线的区的装置；用于基于来自代表所述手指的所述脊线和所述谷线的所述区的所述经反射超声波的平均振幅之间的所述差值，确定所述手指的所述经反射声能的装置；用于记录所述接收器装置处接收的所述超声波的数个早期循环的装置；用于基于所述接收器装置处接收的所述超声波的早期循环的所述数目，调整所述手指的所述经反射声能的装置；用于比较所述手指的所述经反射声能与阈值范围的装置；用于至少部分地基于所述手指的所述经反射声能是否处于所述阈值范围，确定所述手指是否是冒充物的装置；用于确定所述手指的所述经反射声能随时间的变化的装置；用于至少部分地基于所述手指的所述经反射声能随时间的所述变化，确定所述手指是否是冒充物的装置；用于检测所述手指的温度的改变的装置；以及用于至少部分地基于所述手指的温度的所述改变，确定所述手指是否是冒充物的装置。

可取决于根据特定实例的应用而通过各种装置实施本文中所描述的方法。举例来说，这些方法可以实施在硬件和固件/软件中。举例来说，在硬件实施方案中，处理单元可实施于一个或多个专用集成电路(application specific integrated circuit；“ASIC”)、数字信号处理器(digital signal processor；“DSP”)、数字信号处理装置(digital signal processing device；“DSPD”)、可编程逻辑装置(programmable logic device；“PLD”)、现场可编程门阵列(field programmable gate array；“FPGA”)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子装置、经设计以执行本文中所描述的功能的其它装置单元或其组合内。

在对特定设备或专用计算装置或平台的存储器内所存储的二进制数字信号进行操作的算法或符号表示方面，呈现在本文中包含的详细描述的一些部分。在此特定说明书的上下文中，术语特定设备或其类似者包含通用计算机(一旦其经编程以依据来自程序软件的指令执行特定操作)。算法描述或符号表示是信号处理或相关领域的技术人员用来向所属领域的其它技术人员传达其工作的实质内容的技术的实例。算法在这里并且通常被视为产生所需结果的操作或类似信号处理的自相一致序列。在此上下文中，操作或处理涉及对物理量的物理操控。通常，虽然不一定，但是此类量可呈能够被存储、传送、组合、比较或以其它方式操纵的电信号或磁性信号的形式。主要出于普遍使用的原因，已证实，有时将此类信号称为位、数据、值、元件、符号、字符、项、编号、数字等是方便的。然而，应理解，所有这些或类似术语应与适当物理量相关联且仅为方便的标记。除非确切地陈述是其它情况，否则如在本文中的论述显而易见，应了解贯穿本说明书利用例如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定”等的术语的论述指的是特定装置的行为或过程，该特定装置为诸如专用计算机、专用计算装置或类似的专用电子计算装置。因此，在本说明书的情形下，专用计算机或类似专用电子计算装置能够操控或变换信号，所述信号通常表示为在专用计算机或类似专用电子计算装置的存储器、寄存器或其它信息存储装置、发射装置或显示装置内的物理电子或磁性量。

本文中所描述的无线通信技术可结合各种无线通信网络，诸如无线广域网(wireless wide area network；“WWAN”)、无线局域网(wireless local area network；“WLAN”)、无线个域网(wireless personal area network；WPAN)等等。本文中可互换使用术语“网络”与“系统”。WWAN可以是码分多址(Code Division Multiple Access“CDMA”)网络、时分多址(Time Division Multiple Access“TDMA”)网络、频分多址(Frequency Division Multiple Access“FDMA”)网络、正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access“OFDMA”)网络、单载波频分多址(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access“SC-FDMA”)网络或以上网络的任何组合等等。CDMA网络可实施一个或多个无线电接入技术(radio access technology；“RAT”)，例如cdma2000、宽带CDMA(Wideband-CDMA；“W-CDMA”)，仅列举一些无线电技术。此处，cdma2000可包含根据IS-95、IS-2000和IS-856标准实施的技术。TDMA网络可实施全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications；“GSM”)、数字高级移动电话系统(Digital Advanced Mobile Phone System；“D-AMPS”)，或一些其它RAT。GSM和W-CDMA描述于来自名称为“第三代合作伙伴计划”(“3rd Generation Partnership Project”；“3GPP”)的联盟的文档中。Cdma2000描述于来自名称为“第三代合作伙伴计划2”(“3rd Generation Partnership Project 2”；“3GPP2”)的联盟的文档中。3GPP和3GPP2文档可公开获得。在一方面中，4G长期演进(Long Term Evolution；“LTE”)通信网络也可以根据所主张主题来实施。WLAN可包含IEEE 802.11x网络，并且WPAN可包含例如蓝牙网络、IEEE 802.15x。本文所描述的无线通信实施方案也可以与WWAN、WLAN或WPAN的任何组合结合使用。

在另一方面中，如先前所提及，无线发射器或接入点可包括利用以将蜂窝式电话服务延伸到企业或家庭中的超微型小区。在此实施方案中，一个或多个移动装置可经由(例如)码分多址(code division multiple access；“CDMA”)蜂窝式通信协议与超微型小区通信，且超微型小区可对移动装置提供借助于例如因特网等另一宽带网络对较大蜂窝式电信网络的接入。

本文中所描述的技术可与包含若干GNSS中的任一个和/或GNSS的组合的GPS一起使用。此外，此些技术可与利用充当“伪卫星”的陆地发射器或者人造卫星(satellite vehicle；SV)与此些地面发射器的组合的定位系统一起使用。举例来说，地面发射器可包含广播PN码或其它测距代码(例如，类似于GPS或CDMA蜂窝式信号)的基于地面的发射器。这样一种发射器可被分配唯一PN码以便准许远程接收器的识别。地面发射器可以例如用于在来自轨道SV的GPS信号可能不可用的情形中(例如，在隧道、矿场、建筑物、城市峡谷或其它封闭区域中)增强GPS。伪卫星的另一实施方案被称为无线电信标。如本文中所使用的术语“SV”希望包含充当伪卫星、伪卫星的等效物和可能其它者的地面发射器。如本文所使用的术语“GPS信号”和/或“SV信号”希望包含来自地面发射器(包含充当伪卫星或伪卫星的等效物的地面发射器)的类似GPS的信号。

如本文中所使用的术语“和”和“或”可包含多种含义，其将至少部分取决于使用所述术语的上下文。通常，“或”如果用于关联列表，例如A、B或C，那么希望表示A、B及C(此处是在包含性意义上使用)，以及A、B或C(此处是在排他性意义上使用)。贯穿本说明书对“一个实例”或“一实例”的参考意味着结合实例描述的特定特征、结构或特性包含在所主张的标的物的至少一个实例中。因此，短语“在一个实例中”或“实例”在贯穿本说明书的各处的出现未必都指同一实例。此外，可在一个或多个实例中组合所述特定特征、结构或特性。本文中所描述的实例可包含使用数字信号操作的机器、装置、引擎或设备。此类信号可包括电子信号、光信号、电磁信号或提供位置之间的信息的任何形式的能量。

虽然已图解说明且描述当前视为实例特征的内容，但所属领域的技术人员将了解，在不脱离所主张的标的物的情况下可做出各种其它修改且可替代等效物。另外，可以进行许多修改以在不脱离本文所述的中心概念的情况下根据所主张的标的物的教示来调适特定情形。因此，希望所主张的标的物不限于所公开的特定实例，而是此类所主张的标的物还可包含落入所附权利要求书和其等效物的范围内的所有方面。